Estudo teve publicação em renomada revista científica internacional
Publicado em 26/11/2024 - 15h10
Um estudo desenvolvido por pesquisador do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em parceria com a NASA, agência espacial dos Estados Unidos, foi publicado na prestigiada revista científica AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, classificada pela Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) no mais elevado nível de periódicos. A pesquisa apresenta uma nova estratégia de recuperação de falhas para o controle de formação em voo de satélites em missões lunares, um desafio que tem atraído a atenção de pesquisadores ao redor do mundo.
O trabalho conduzido pelo Professor Doutor Willer Gomes dos Santos, intitulado “Reconfigurable Guidance Strategy for Compensating Actuator Faults in Spacecraft Formation Flying”, destaca-se por apresentar uma estratégia inovadora de controle de formações em voo, essencial para garantir precisão e estabilidade em missões espaciais complexas. A proposta, denominada Reconfigurable Guidance Strategy (RGS), permite que a posição e orientação dos satélites sejam reconfiguradas e controladas de forma autônoma e em tempo real, mesmo diante de falhas permanentes no sistema de propulsão. A RGS conta com quatro variações, que apresentam diferentes níveis de complexidade, consumo energético e desempenho, de modo que a solução mais adequada possa ser selecionada conforme os requisitos e restrições de cada missão.
Para o desenvolvimento do estudo, realizado em 2023 durante o Pós-Doutorado do Professor Doutor Willer dos Santos, houve uma colaboração com pesquisadores da NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), nos Estados Unidos. A estratégia foi testada e validada no Simulador 42, desenvolvido pela NASA GSFC, sendo um ambiente de simulação de alta fidelidade que considera a dinâmica orbital e rotacional acoplada, modelos de perturbação de alta ordem e dinâmicas completas de atuadores e sensores. Os resultados comprovaram a eficácia, robustez e viabilidade do método em diferentes cenários de simulação.
A pesquisa demonstrou que a proposta RGS destaca-se como uma abordagem única e inovadora, garantindo a continuidade da missão mesmo diante de falhas inesperadas. O avanço proposto também poderá ampliar a autonomia, robustez e confiabilidade dos satélites do Programa Estratégico de Sistemas Espaciais (PESE) da Força Aérea Brasileira (FAB) e dos pequenos satélites do Centro Espacial ITA (CEI), como na missão ITASAT-2, que consiste em um conjunto de três satélites programados para operar na órbita terrestre, com previsão de lançamento em 2025.
Para o autor da pesquisa, “essa inovação abre novas possibilidades para missões espaciais seguras e autônomas, com especial foco nas operações de sistemas espaciais distribuídos”. “Com esse resultado, o ITA se coloca, mais uma vez, na fronteira do conhecimento, possibilitando o desenvolvimento de tecnologias disruptivas que auxiliam a sociedade em diversos aspectos”, concluiu Willer dos Santos.
TIPOS DE FORMAÇÕES DE VOO
As formações em voo de satélites, em conjunto com constelações, rendezvous/docking e enxames, fazem parte dos chamados Sistemas Espaciais Distribuídos. Esses arranjos de múltiplos satélites operam de forma coordenada para realizar tarefas conjuntas, como coleta de dados, formação de imagens e manutenção de comunicação.
Diferente de satélites monolíticos, esses sistemas distribuem a carga de trabalho entre os veículos, proporcionando maior flexibilidade, redundância e capacidade de resposta — características especialmente vantajosas em missões de observação da Terra, exploração espacial e monitoramento ambiental. Entretanto, essa abordagem exige controle e navegação de alta precisão, comunicação distribuída, detecção e recuperação de falhas, sincronização de atitude, entre outros requisitos técnicos.
TRABALHO CONJUNTO
Além da parceria internacional, o Professor Doutor Willer Gomes dos Santos contou com o apoio do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica do ITA (PG/EAM), que tem o foco em excelência em Engenharia Aeronáutica. Alinhado com a visão institucional de ser uma referência no ensino, pesquisa e extensão na área aeroespacial, o PG-EAM desempenha um papel central na formação e inovação dentro da instituição.
O trabalho também integra o grupo colaborativo de pesquisa e desenvolvimento E2MoC criado no ITA em 20 de março de 2019. Dedicado à Engenharia de Sistemas Espaciais, Mecânica Orbital e Controle de Veículos Aeroespaciais, o E2MoC tem a missão de impulsionar o avanço da pesquisa e desenvolvimento espacial no Brasil. O grupo busca ser uma referência internacionalmente reconhecida pela qualidade e relevância de seus trabalhos na área espacial, atendendo às necessidades da sociedade brasileira.
Fonte: ITA
Arte: reprodução